УПЛОТНИТЕЛЬНАЯ МАНЖЕТА ДЛЯ ЗАГЛУШКИ ОБСАДНОЙ ТРУБЫ, ИСПЫТЫВАЕМОЙ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ Российский патент 2014 года по МПК G01M3/08 F16J15/32 

Изобретение относится к области элементов уплотнений, преимущественно применяемых в испытательной технике, и может быть использовано для испытания труб, трубопроводов и их присоединительных устройств и разъемных соединений на прочность и герметичность.

Известна уплотнительная манжета (см. патент на ПМ №3152, МПК F16J 15/32, опубл. 16.11.1996 г.), выполненная в виде кольца V-образного сечения из материала с основой из фторопласта.

Недостатками известной уплотнительной манжеты являются дороговизна изготовления и ненадежная гидроизоляция, поскольку уплотнительный элемент одной из заглушек выполнен не самоуплотняющегося типа.

Известна также уплотнительная манжета, приведенная в способе гидравлического испытания насосно-компрессорных труб (патент РФ №2192627, МПК G01M 3/08, опубл. 10.11.2002 г.), применяемая для заглушек концов обсадной трубы, испытываемой на герметичность, выполненная из упругого эластичного материала в виде «стакана» с центральным отверстием в днище для подвода рабочей жидкости и с внутренней поверхностью, выполненной в виде усеченного конуса, большим основанием, направленным к горловине.

Указанная уплотнительная манжета по технической сущности и достигаемому результату более близка к предлагаемой и может быть принята в качестве прототипа.

Недостатком уплотнительного элемента, выбранного в качестве прототипа, является то, что из-за конструктивных особенностей он не обладает достаточной надежностью, кроме того, в описании к этому патенту не приведены данные о материале, из которого он изготовлен, что не дает возможности судить о его долговечности при многократном его использовании.

Общим недостатком аналога и прототипа является недолговечность. Например, срок службы уплотнительных манжет составляет всего 50÷60 циклов испытательных нагрузок.

Технической задачей изобретения является повышение надежности и долговечности уплотнительной манжеты для заглушки обсадной трубы, испытываемой на герметичность.

Поставленная задача решается уплотнительной манжетой для заглушки обсадной трубы, испытываемой на герметичность, выполненной из упругого эластичного материала в виде «стакана» с центральным отверстием в днище для подвода рабочей жидкости и с поверхностью, выполненной в виде усеченного конуса.

Новым является то, что усеченный конус выполнен на наружной поверхности манжеты, причем в виде двух усеченных конусов, совмещенных большими основаниями, при этом их образующие наклонены относительно прямой, проведенной через точку пересечения указанных образующих параллельно центральной оси манжеты, под углом 15÷20°, при этом образующая усеченного конуса, направленного в сторону горловины «стакана», по длине выбрана большей, чем длина образующей усеченного конуса, направленного к днищу.

Новым является также и то, что в качестве упругого эластичного материала для манжеты выбран полиуретан или невулканизированная резиновая смесь.

Представленные чертежи поясняют суть изобретения.

На фиг.1 изображена предлагаемая уплотнительная манжета в виде «стакана» для заглушки ниппельного конца обсадной трубы в разрезе;

на фиг.2 - заглушка с уплотнительной манжетой, вмонтированной в ниппельном конце обсадной трубы, с крепежными элементами в разрезе;

Предлагаемая уплотнительная манжета 1 (см. фиг.1) выполнена в виде «стакана» с центральным отверстием 2 в днище 3 и с наружной поверхностью, выполненной в виде двух усеченных конусов 4 и 5, совмещенных большими основаниями, при этом их образующие 6 и 7 наклонены под углом α, составляющим 15÷20° (см. фиг.1), относительно прямой, проведенной через точку пересечения указанных образующих параллельно центральной оси манжеты. Образующая 7 усеченного конуса, направленная в сторону горловины 8, и по длине выбрана большей, чем длина образующей 6, направленной к днищу 3.

Уплотнительная манжета изготавливается из эластомера по традиционной технологии для резинотехнических изделий из невулканизированной резиновой смеси или полиуретана с использованием пресс-формы. При многократных испытаниях обсадных труб под давлением предпочтительно использовать полиуретан с твердостью по Шору, равной 60÷95 в условных единицах.

Уплотнительную манжету используют следующим образом.

Испытываемую обсадную трубу 9 (см. фиг.2) устанавливают на приемно-опорные ролики (на фиг. не изображены). Ее резьбовые концы сначала смазывают тонким слоем смазочного материала. Затем в ниппельный конец обсадной трубы 9 заводят с натягом уплотнительную манжету в виде «стакана» (см. фиг.1) и завинчивают кольцо 10 с внутренней резьбовой нарезкой, куда завинчивают заглушку 11 (резьбовые нарезки на фиг. не изображены), а распределительную головку 12 пропускают через отверстие 2. Затем крышку 13 с центральным отверстием 14 завинчивают на хвостовую часть заглушки 11 и соединяют крышку 13 с кольцом 10 с помощью стягивающего кольца 15. На этом сборка ниппельной части (заглушка с центральным каналом и распределительной головкой) заканчивается.

Аналогично собирают компоновку заглушки муфтовой части (на фиг. не изображена) с уплотнительной манжетой, выполненной с глубоким радиальным углублением в виде "ласточкиного хвоста", для захода в радиальный выступ муфтовой части с целью более полной герметизации испытываемой трубы с отверстием для захода испытываемой трубы.

Перед испытанием обсадную трубу 9 устанавливают под небольшим углом к горизонтали для выпуска воздуха через отверстие заглушки муфтовой части. Далее через центральное отверстие 14 крышки 13 подают воду под давлением, повышая его до расчетного.

Технико-экономическое преимущество предложения заключается в следующем.

Предлагаемая уплотнительная манжета для заглушки обсадной трубы, испытываемой на герметичность, обладает простотой конструкции и повышенной надежностью при герметизации труб в условиях интенсивного абразивного и гидроабразивного износа, высоких ударных давлений, при этом полиуретан, из которого изготовлена эта манжета, в несколько раз повышает ее долговечность при испытании в сравнении с известными.

Манжета предназначена для испытания труб, трубопроводов на прочность и герметичность. Манжета выполнена из упругого эластичного материала в виде стакана с центральным отверстием в днище для подвода рабочей жидкости и с внутренней поверхностью, выполненной в виде усеченного конуса, большим основанием, направленным к горловине, причем наружная поверхность манжеты, выполнена в виде двух усеченных конусов, совмещенных большими основаниями, при этом их образующие наклонены относительно прямой, проведенной через точку пересечения указанных образующих параллельно центральной оси манжеты, под углом 15÷20°, при этом образующая усеченного конуса, направленного в сторону горловины стакана, по длине выбрана большей, чем длина образующей усеченного конуса, направленного к днищу. Технический результат - упрощение конструкции и повышение надежности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Уплотнительная манжета для заглушки обсадной трубы, испытываемой на герметичность, выполненная из упругого эластичного материала в виде «стакана» с центральным отверстием в днище для подвода рабочей жидкости и с поверхностью, выполненной в виде усеченного конуса, отличающаяся тем, что усеченный конус выполнен на наружной поверхности манжеты, причем в виде двух усеченных конусов, совмещенных большими основаниями, при этом их образующие наклонены относительно прямой, проведенной через точку пересечения указанных образующих параллельно центральной оси манжеты, под углом 15÷20°, при этом образующая усеченного конуса, направленного в сторону горловины «стакана», по длине выбрана большей, чем длина образующей усеченного конуса, направленного к днищу.

2. Уплотнительная манжета по п.1, отличающаяся тем, что в качестве упругого эластичного материала для манжеты выбран полиуретан или невулканизированная резиновая смесь.